基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

基于EEF模型的昆明市生态系统发展状态评价

运用能值分析理论改进的生态足迹模型(EEF),对昆明市2002~2011年能值足迹的动态变化进行分析,并应用GM(1,1)模型,对未来10年人均能值进行预测。结果发现:EEF模型的计算数值明显高于传统模型;昆明市生态系统出现盈余,处于可持续发展状态;在自然环境、经济状况不发生"突变"的前提下,2012~2020年人均能值盈余呈下降趋势且年均递减率为20.57%,尽管生态系统没有赤字,但生态安全面临严峻挑战。本研究对"新昆明"建设及其生态系统的可持续发展将有着重要的启示。     

"早稻-冬草莓"轮作模式最佳种植期研究

[目的]研究"早稻-冬草莓"轮作模式最佳种植期.[方法]根据双流县气象局1971 ～ 2010年气象资料,采用滑移气候相似距及数理统计方法,对"早稻-冬草莓"轮作模式最佳种植期进行分析.[结果]冬草莓最佳种植期在8月1日～翌年3月31日,其小苗移栽最早在7月中旬,最晚在8月中旬,最佳移栽时期平均在8月19日.早稻移栽时间平均为3月26日,拟收获期平均为7月26日.[结论]从气象角度研究了"早稻-冬草莓"轮作模式最佳种植期,为双流县推广该模式,最大限度地发挥光、温、水、土地的生态效益提供了科学的决策依据.     

气候变化与大麦生产

分析了新洋农场近14年来的气候变化,年平均气温达14.4℃,比1990年前24年提高了0.6℃,且有升幅逐渐加大趋向。近5年平均气温比1990年前提高了0.9℃。气温升高以冬季最明显。近14年11月中旬至3月中旬升温1.15℃,而极端最低气温的升幅比平均气温更大。降水量变化的最显著特点是变率增大,近14年降水量的变异系数为35.0%,前24年为22.3%。从种植区划、品种、播期、耕作制度、密度、抗灾、病虫草害防治、种植结构调整、品质控制和秸秆还田等方面提出了应变对策。     

EXPLORING THE RECYCLING OF MANURE FROM URBAN LIVESTOCK FARMS: A CASE STUDY IN ETHIOPIA

• Livestock manure was the main organic waste in urban and peri-urban areas.• Manure production will increase by a factor of 3–10 between 2015–2050.• Only 13%–38% of excreted N by livestock will be recycled in croplands.• Intensification of urban livestock production greatly increased N surpluses.• Reducing population growth and increasing livestock productivity needed.Urban population growth is driving the expansion of urban and peri-urban agriculture (UPA) in developing countries. UPA is providing nutritious food to residents but the manures produced by UPA livestock farms and other wastes are not properly recycled. This paper explores the effects of four scenarios: (1) a reference scenario (business as usual), (2) increased urbanization, (3) UPA intensification, and (4) improved technology, on food-protein self-sufficiency, manure nitrogen (N) recycling and balances for four different zones in a small city (Jimma) in Ethiopia during the period 2015-2050. An N mass flow model with data from farm surveys, field experiments and literature was used. A field experiment was conducted and N use efficiency and N fertilizer replacement values differed among the five types of composts derived from urban livestock manures and kitchen wastes. The N use efficiency and N fertilizer replacement values were used in the N mass flow model.Livestock manures were the main organic wastes in urban areas, although only 20 to 40% of animal-sourced food consumed was produced in UPA, and only 14 to 19% of protein intake by residents was animal-based. Scenarios indicate that manure production in UPA will increase 3 to 10 times between 2015 and 2050, depending on urbanization and UPA intensification. Only 13 to 38% of manure N will be recycled in croplands. Farm-gate N balances of UPA livestock farms will increase to>1 t·ha⁻¹ in 2050. Doubling livestock productivity and feed protein conversion to animal-sourced food will roughly halve manure N production.Costs of waste recycling were high and indicate the need for government incentives. Results of these senarios are wake-up calls for all stakeholders and indicate alternative pathways.     

气候变暖对新疆核桃种植气候适宜性的影响

基于新疆102个气象台站1961-2015年逐日平均气温、最低气温、最高气温资料,采用线性趋势分析、累积距平、t检验以及ArcGIS的空间插值技术,对影响新疆核桃种植的关键气候因子（≥10℃积温、最低气温≤-25℃日数、最高气温≥40℃日数、终霜冻日早于≥10℃初日天数）的时空变化特征进行分析的基础上,结合核桃种植气候适宜性区划指标,研究了气候变化对新疆核桃种植气候适宜性及其分布的影响。结果表明：新疆≥10℃积温的空间分布总体呈现“南疆多,北疆少;平原和盆地多,山区少”的格局,最低气温≤-25℃日数有“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的特点,夏季最高气温≥40℃日数为“东部多,西部少;平原和盆地多,山区少”的特点;终霜冻日早于≥10℃初日的天数呈现“西部多,东部少;山区多,平原和盆地少”的格局。在上述气候要素空间分异的综合作用下,新疆核桃种植的气候适宜区主要在塔里木盆地西部平原;次适宜区在塔里木盆地大部和吐哈盆地南部;北疆大部,阿尔泰山、天山和昆仑山区以及吐哈盆地、塔里木盆地东部为核桃不适宜种植区。在气候变暖背景下,近55a新疆≥10℃积温、最高气温≥40℃日数和终霜冻日早于≥10℃初日的天数分别以64.7℃·d·10a-1、0.48d·10a-1、0.120d·10a-1的倾向率呈显著（P＜0.05）增多趋势,冬季日最低气温≤-25℃日数以-0.980d·10a-1的倾向率呈极显著（P＜0.001）减少趋势。上述各要素分别于1986年和1997年发生了突变,受其影响,1997年后较其之前,新疆核桃种植的气候适宜区和次适宜区明显扩大,而不适宜区明显减小,气候变暖对新疆核桃种植总体趋于有利。     

基于决策树和随机森林模型的湖北油菜产量限制因子分析*1

利用1961-2014年湖北省主产县油菜产量统计资料及同期气象观测资料,采用决策树和随机森林模型,对影响油菜产量的气候因子进行分析。结果表明：温度、日照时数及干旱、湿渍害对油菜产量均有不同程度的影响,且因生育期不同而存在差异。油菜开花期以前对低温敏感,开花期以后对高温敏感;苗期和蕾薹期对干旱较敏感,开花期和角果期对湿渍害更敏感;日照时数对油菜产量的影响受水分状况的制约,在干旱状况下日照偏多不利于产量形成,偏湿状况下则表现为日照越多越有利于产量形成。在各限制因子中,以湿渍害发生频率对油菜产量的影响最高,其次是干旱和冻害。湿渍害对产量的影响以高湿寡照的次生灾害影响较土壤偏湿的直接影响更大。     

典型自然带土壤氮磷化学计量空间分异特征及其驱动因素研究

植物生活型、地形及区域气候特征等对土壤养分的空间分布有着重要的影响。通过对我国典型自然带土壤氮磷化学计量与植物生活型、地形及气候因素间相互关系的研究,探讨了我国土壤氮磷的空间变异与分布特征及其主要控制因素。结果发现,5个自然带的土壤全氮(TN)和氮磷比(N/P)存在显著差异(p0.01);除温带荒漠带较低(0.47 mg g~(-1))外,土壤全磷(TP)均值总体变化不明显(p0.05)。在不同自然带区域内,TN、TP及N/P变化与海拔、温度及降水呈现出显著的线性和非线性二次相关,即表现出线性与单峰模式。暖温带落叶阔叶林带、温带草原带、温带荒漠带森林土壤中TN,以及青藏高原高寒植被带草本土壤中TP、温带荒漠带森林土壤的N/P主要受海拔因素的影响,而温带草原带草本植物的土壤TP则主要受降水的影响。同时,研究还发现,在多要素共同作用时,其影响程度也略有差异,温度和海拔作为控制因素影响亚热带常绿阔叶林带森林和温带草原带草本土壤TN变化,但前者受温度控制更为明显,后者则以海拔为主要驱动因素,而温带荒漠带草本土壤和森林土壤的TN主要受海拔和降水作用的影响,但以降水影响为主;亚热带常绿阔叶林带森林土壤TP,温带草原带、温带荒漠带和青藏高原高寒植被带草本土壤的N/P受植物生活型、地形及气候的共同影响,但程度略有不同,其中TP表现为降水温度海拔,而N/P为温度海拔降水。因此,在自然带和植物生活型的主控背景下,海拔、温度和降水的主控或交互作用直接驱动土壤氮磷及其化学计量特征的空间分异。     

气候相似理论在引种中的应用与探讨

本文依据《中华人民共和国种子法》对引种的法律界定，并参阅了相关的法律及科技专业书籍，通过在引种实际工作中的不断探索研究，在气象等相关部门的通力合作下，成功地将气候相似理论导入引种中，为科学引种提供了一个思路。     

哀牢山区大叶茶种植的气候优势和类型分区

分析了哀牢山区域大叶茶种植的气候资源优势，确定了降水、相对湿度、年雾日等大叶茶气候区划指标，划分了大叶茶在哀牢山区种植的不同类型区域。